(57)【要約】【課題】電池セルの交換を検出した場合の使用を禁止することができる電池パックおよび検出方法を提供することにある【解決手段】集積回路３は、検出した電流、電圧および温度のデータを入出力部１１を介して外部機器２に送信する。外部機器２は、二次電池パック２１から受信した電流、電圧および温度のデータに基づいて、電池セル１の不正交換の検出処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、
上記複数の電池の電圧を測定し、異なる経過時間における上記複数の電池の電圧のばらつきを求め、求められた上記電圧のばらつきを比較することによって、上記複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたか否かを検出する検出部と、
上記検出部の検出結果が上記複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを示す場合に、電池の使用を不能とする制御部と
を備えた電池パック。
【請求項２】
充電した上記複数の電池を放電し、上記放電の際の上記複数の電池の各電池の電圧を時間軸方向でサンプリングし、サンプリングした電圧の偏差の２乗和を各サンプルごとに求め、求めた上記偏差の２乗和を集計した値を上記電圧のばらつきとして使用する請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記電圧のばらつきの比較において、第１の経過時間の上記電圧のばらつきが、上記第１の経過時間より短い第２の経過時間の上記電圧のばらつきより小さいときに、上記複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを検出する請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
上記複数の電池のそれぞれが、並列接続された複数の電池から構成される請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
測定した上記複数の電池の電圧のデータを外部機器に送信する送信部と、
上記送信されたデータを用いて上記外部機器が行った上記検出の結果を受信する受信部と
を備える請求項１記載の電池パック。
【請求項６】
複数の電池と、
上記複数の電池の電圧および電流を測定する測定部と、
上記測定部が測定した電圧および電流のデータを外部機器に送信する送信部と、
送信された上記電圧および電流のデータを用いて上記外部機器が所定の処理を行った処理結果を受信する受信部と
を備えた電池パック。
【請求項７】
電池パックが有する複数の電池の電圧を測定し、異なる経過時間における上記複数の電池の電圧のばらつきを求め、求められた上記電圧のばらつきを比較することによって、上記複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたか否かを検出する検出ステップと、
上記検出ステップの検出結果が上記複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを示す場合に、電池の使用を不能とする制御ステップと
を備えた検出方法。
【請求項８】
充電した上記複数の電池を放電し、上記放電の際の上記複数の電池の各電池の電圧を時間軸方向でサンプリングし、サンプリングした電圧の偏差の２乗和を各サンプルごとに求め、求めた上記偏差の２乗和を集計した値を上記電圧のばらつきとして使用する請求項７記載の検出方法。
【請求項９】
上記電圧のばらつきの比較において、第１の経過時間の上記電圧のばらつきが、上記第１の経過時間より短い第２の経過時間の上記電圧のばらつきより小さいときに、上記複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを検出する請求項７記載の検出方法。
【請求項１０】
上記複数の電池のそれぞれが、並列接続された複数の電池から構成される請求項７記載の検出方法。
【請求項１１】
測定した上記複数の電池の電圧のデータを外部機器に送信する送信ステップと、
上記送信されたデータを用いて上記外部機器が行った上記検出の結果を受信する受信ステップと
を備える請求項７記載の検出方法。
【請求項１２】
電池パックが有する複数の電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、
上記測定ステップにおいて測定した電圧および電流のデータを外部機器に送信する送信ステップと、
送信された上記電圧および電流のデータを用いて上記外部機器が所定の処理を行った処理結果を受信する受信ステップと
を備えた検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池パックおよび検出方法に関する。さらに詳しくは、例えばリチウムイオン二次電池を備えた二次電池パックおよびこの二次電池パックで実行される検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型ＰＣ（Personal Computer）や携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯型電子機器が普及し、その電源として高電圧、高エネルギー密度、軽量といった利点を有するリチウムイオン二次電池が広く使用されている。
【０００３】
このような二次電池で構成された電池セルが収容された電池パックには、電池セルの異常が検出された際に充放電を禁止するための保護回路が設けられている。具体的には例えば、電池セルの電圧や充放電電流、温度等を所定時間毎に測定し、測定結果に基づき二次電池に対する過充電や過放電、過電流といった異常を検出する。そして、これらの異常を検出した場合には、充放電を制御する充放電スイッチをＯＦＦにしたり、温度ヒューズを溶断することにより二次電池に対する充放電を禁止するようにしている。
【０００４】
また、電池セルは、充放電を繰り返すにつれて劣化し、電池容量が減少してしまう。さらに、長期間、例えば数年程度使用した場合、電池セルは使用不可能となってしまう場合がある。このような場合において、電池セルの電池容量を新品と同様またはそれ以上にするためには、電池セルを交換することで可能となる。
【０００５】
電池セルを不正に交換した場合、交換された電池セルと本来電池パックに収容されていた電池セルとでは特性が異なる可能性がある。保護回路は、本来の電池セルの特性に合わせて制御の仕様が決定されているので、電池セルを不正に交換した場合には、電池パックの異常を検出することができずに電池パックに不具合が生じてしまうおそれがある。したがって、電池セルの交換は、通常、製造メーカによって行われる。ユーザによって電池パックを開封し、電池セルを不正に交換することは禁止されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、電池パックを開封して電池セルを交換した場合の改造履歴を認識できる電池パックが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３５３５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、電池パックの改造履歴を残すことができるが、電池セルの交換などの不正改造を防止することができず、実際に電池セルや保護回路を交換して電池パックを使用できてしまう問題があった。
【０００９】
また、近年、高精度の残存容量推定や高安全制御などの処理を要求されており、年々二次電池パックに搭載される集積回路の性能の向上とともに、処理機能数の増加や処理内容の複雑化が進行している。
【００１０】
そして、上記のような電池セルの不正交換を検出するためには、処理機能数の増加や処理内容が複雑化する場合がある。このため、二次電池パックに搭載されている集積回路の計算能力を超えた複雑な計算を行う場合や集積回路のメモリ容量を超えた大量の測定データから計算処理を行う必要が生じる場合がある。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、電池セルの交換を検出した場合の使用を禁止することができる電池パックおよび検出方法を提供することにある。
【００１２】
また、この発明の他の目的は、電池パックに搭載されている集積回路の処理能力を超えた複雑なデータ処理を実行することができる、電池パックおよび検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、複数の電池の電圧を測定し、異なる経過時間における複数の電池の電圧のばらつきを求め、求められた電圧のばらつきを比較することによって、複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたか否かを検出する検出部と、検出部の検出結果が複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを示す場合に、電池の使用を不能とする制御部とを備えた電池パックである。
【００１４】
第１の発明は、複数の電池と、複数の電池の電圧を測定し、異なる経過時間における複数の電池の電圧のばらつきを求め、求められた電圧のばらつきを比較することによって、複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたか否かを検出する検出部と、検出部の検出結果が複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを示す場合に、電池の使用を不能とする制御部とを備えた構成を有する。この構成によって、電池セルの交換を検出した場合の使用を禁止することができる
【００１５】
第２の発明は、複数の電池と、複数の電池の電圧および電流を測定する測定部と、測定部が測定した電圧および電流のデータを外部機器に送信する送信部と、送信された電圧および電流のデータを用いて外部機器が所定の処理を行った処理結果を受信する受信部とを備えた電池パックである。
【００１６】
第２の発明は、複数の電池と、複数の電池の電圧および電流を測定する測定部と、測定部が測定した電圧および電流のデータを外部機器に送信する送信部と、送信された電圧および電流のデータを用いて外部機器が所定の処理を行った処理結果を受信する受信部とを備えた構成を有する。この構成によって、電池パックに搭載されている集積回路の処理能力を超えた複雑なデータ処理を実行することができる。
【００１７】
第３の発明は、電池パックが有する複数の電池の電圧を測定し、異なる経過時間における複数の電池の電圧のばらつきを求め、求められた電圧のばらつきを比較することによって、複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたか否かを検出する検出ステップと、検出ステップの検出結果が複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを示す場合に、電池の使用を不能とする制御ステップとを備えた検出方法である。
【００１８】
第３の発明は、電池パックが有する複数の電池の電圧を測定し、異なる経過時間における複数の電池の電圧のばらつきを求め、求められた電圧のばらつきを比較することによって、複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたか否かを検出する検出ステップと、検出ステップの検出結果が複数の電池のうちの少なくとも１つの電池が交換されたことを示す場合に、電池の使用を不能とする制御ステップとを備えた構成を有する。この構成によって、電池セルの交換を検出した場合の使用を禁止することができる。
【００１９】
第４の発明は、電池パックが有する複数の電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、測定ステップにおいて測定した電圧および電流のデータを外部機器に送信する送信ステップと、送信された電圧および電流のデータを用いて外部機器が所定の処理を行った処理結果を受信する受信ステップとを備えた検出方法である。
【００２０】
第４の発明では、電池パックが有する複数の電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、測定ステップにおいて測定した電圧および電流のデータを外部機器に送信する送信ステップと、送信された電圧および電流のデータを用いて外部機器が所定の処理を行った処理結果を受信する受信ステップとを備えた構成を有する。この構成によって、電池パックに搭載されている集積回路の処理能力を超えた複雑なデータ処理を実行することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、電池の不正交換を検出することができる。また、電池の不正交換が検出された場合の使用を禁止することができる。さらに、電池パックに搭載された集積回路の処理能力を超えた複雑なデータ処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の第１の実施の形態による電池パックの構成例を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態による電池パックで行われる検出方法の手順を説明するためのシーケンス図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態による電池パックの電池セルの構成例を示す略線図である。
【図４】組み電池ａ〜ｃの放電カーブを示すグラフである。
【図５】組み電池の放電カーブから電池の電圧のばらつきを求める方法を説明するためのグラフである。
【図６】この発明の第１の実施の形態による電池パックで行われる検出方法の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の第１の実施の形態による電池パックで行われる検出方法の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】外部機器のメモリに保持されるデータを説明するための表である。
【図９】二次電池の等価回路を示す回路図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態による電池パックで行われる検出方法を説明するためのグラフである。
【図１１】この発明の第２の実施の形態による電池パックで行われる検出方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の第３の実施の形態による電池パックで行われる検出方法の手順を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の具体的な例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、実施の形態に限定されないものとする。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池パックの第１の例）
２．第２の実施の形態（電池パックの第２の例）
３．第３の実施の形態（電池パックの第３の例）
４．他の実施の形態（変形例）
【００２４】
１．第１の実施の形態
＜電池パックの回路構成＞
この発明の第１の実施の形態による電池パックの回路構成について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態による電池パックの回路構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、二次電池パック２１は、電池セル１、充放電制御スイッチ９、温度検出回路１０、電圧検出回路７、集積回路３、充放電制御回路８、電流検出回路５、電流検出抵抗６、メモリ４および入出力部１１を備える。正極端子１２および負極端子１３は、それぞれ外部機器２の正極端子および負極端子に接続される。外部機器２は、例えば、二次電池パック２１に接続される外部負荷、外部充電器、本体機器などである。また、外部機器２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などで構成された集積回路（図示省略）を備える。
【００２５】
電池セル１は、例えば複数の二次電池を直列および／または並列に接続した組電池である。二次電池は、例えばリチウムイオン二次電池である。
【００２６】
集積回路３は、図示を省略するがＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などで構成されている。集積回路３には、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Progammable Read Only Memory）などの不揮発性メモリであるメモリ４が接続されている。集積回路３は、例えばＲＯＭに予め格納されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして各部を制御する。集積回路３には、電池セル１の電圧を検出する電圧検出回路７が接続されている。
【００２７】
電圧検出回路７は、電池セル１を構成する個々の二次電池の電圧を検出することが可能である。集積回路３には、電流検出抵抗６を流れる電流を測定する電流検出回路５が接続されている。集積回路３には、電池セル１の温度を検出する温度検出回路１０が接続されている。
【００２８】
集積回路３は入出力部１１を介して外部機器２とデータの送受信を行う。また、集積回路３は測定データの収集および計算を行う。集積回路３は、充放電制御回路８を介して充放電制御スイッチ９を制御して、充電電流（または放電電流）のＯＮ／ＯＦＦを制御する。集積回路３は、例えば一定周期毎に電流検出回路５、電圧検出回路７および温度検出回路１０を介して、電池セル１の電圧、温度、および電流検出抵抗６に流れる電流を測定する。
【００２９】
充放電制御回路８は、電池セル１および電池セル１を構成する二次電池の個々の電圧を測定するとともに、電流検出抵抗６を流れる電流の大きさおよび向きを測定し、測定結果に基づき二次電池の過充電や過放電を制御する。
【００３０】
充放電制御回路８は、電池セル１を構成する個々の二次電池の電圧が過充電検出電圧になった場合や、過放電検出電圧以下になった場合に、充放電制御スイッチ９を制御して過充電、過放電を防止する。また、集積回路３または充放電制御回路８は、例えば、図示しないヒューズを溶断するようにして二次電池パック２１に流れる電流を遮断する制御を行う。
【００３１】
充放電制御スイッチ９は、例えば、充放電制御ＦＥＴ（Field Effect Trransistor）および放電制御ＦＥＴから構成されている。電池電圧が過充電検出電圧となったときは、充電制御ＦＥＴをＯＦＦとし、充電電流が流れないように制御される。また、電池電圧が過放電検出電圧となったときは、放電制御ＦＥＴをＯＦＦとし、放電電流が流れないように制御される。
【００３２】
＜電池パックの動作＞
この発明の第１の実施の形態による電池パックの動作について説明する。二次電池パック２１は、充電時には正極端子１２、負極端子１３がそれぞれ外部機器２である充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。外部機器２である本体機器を使用する時には、正極端子１２、負極端子１３がそれぞれ本体機器の正極端子、負極端子に接続され放電が行われる。集積回路３は、電圧検出回路７を介して電池セル１の電圧を検出する。集積回路３は、温度検出回路１０を介して電池セル１の温度を検出する。集積回路３は、電流検出回路５を介して電流検出抵抗６に流れる電流を検出する。
【００３３】
集積回路３は、検出した電流、電圧および温度のデータを入出力部１１を介して外部機器２に送信する。外部機器２は、二次電池パック２１から受信した電流、電圧および温度のデータに基づいて、電池セル１の不正交換の検出処理を行う。すなわち、電池セル１を構成する二次電池のうちの少なくとも１個が不正に交換されたか否かの検出処理を行う。。
【００３４】
外部機器２は、検出処理の結果を入出力部１１を介して二次電池パック２１の集積回路３に送信する。処理結果が電池セル１の不正交換を示すものである場合には、集積回路３は、例えば図示しないヒューズを溶断することによって、二次電池パック２１を使用を不能とする制御を行う。
【００３５】
二次電池パック２１では、集積回路３が測定したデータを外部機器２に送信する、外部機器２は受信したデータを処理し処理結果を二次電池パック２１に送信する、二次電池パック２１は処理結果に基づいて所定の処理を行う、という手順で一連の処理が行われる。図２に示すシーケンス図を参照して、二次電池パック２１と外部機器２との間で行われるデータの送受信およびデータ処理の手順について説明する。
【００３６】
まず、ステップＳ１１において、二次電池パック２１から外部機器２に対して処理要求コマンドが送信される。ステップＳ１２において、外部機器２が二次電池パック２１からの処理要求コマンドを受信すると、ステップＳ１３において外部機器２のＣＰＵの状態が確認される。ステップＳ１４において、外部機器２から二次電池パック２１に対して処理許可コマンドが送信される。
【００３７】
ステップＳ１５において、二次電池パック２１が外部機器２からの処理許可コマンドを受信すると、ステップＳ１６において、二次電池パック２１から外部機器２に対して計算用データが送信される。計算用データは、例えば、集積回路３が、電圧検出回路７、電流検出回路５および温度検出回路１０を介して取得した電圧、電流および温度データである。なお、送信完了したデータは、集積回路３のメモリおよびメモリ４に保持されない。
【００３８】
ステップＳ１７において、外部機器２が計算用データを受信すると、ステップＳ１８において、外部機器２は、受信したデータを用いて所定の計算処理を行う。すなわち、外部機器２では、二次電池パック２１から送信されたデータを用いて、集積回路３のメモリ以上のデータを用いた処理を行う。二次電池パック２１と外部機器２とのデータの送受信は、二次電池パック２１および外部機器２が備える入出力部１１を介して行われる。
【００３９】
ステップＳ１９において、外部機器２が計算処理した結果を二次電池パック２１に対して送信する。ステップＳ２０において、二次電池パック２１が計算結果を受信すると、ステップＳ２１において、二次電池パック２１は受信した処理結果に基づいて所定の制御を行う。例えば、処理結果が電池セル１の不正交換を示すものである場合には、二次電池パック２１の使用を不能にする制御を行う。
【００４０】
＜電池セルの不正交換を検出する方法＞
図３に示す組み電池の一例を用いて電池セル１の不正交換の検出方法について説明する。図３では、６つの二次電池３１が３直列２並列（３Ｓ２Ｐ）に接続して電池セル１を構成した場合が、例として示されている。６つの二次電池３１を３つに分割し、１並列に接続された２個の二次電池３１をそれぞれ組み電池ａ、組み電池ｂ、組み電池ｃと表す。
【００４１】
この電池セル１の不正交換の検出方法では、放電過程における、組み電池ａ、ｂ、ｃの電圧のばらつきを求めて、求めた電圧のばらつきに基づいて、電池セル１の不正交換を検出する。
【００４２】
（ａ）電池セルの不正交換を検出する理論について
図４を参照して、放電過程における、組み電池ａ、ｂ、ｃの電圧のばらつきに基づいて電池セルの不正交換を検出する理論について説明する。
【００４３】
図４Ａ〜図４Ｃは、異なる経過時間における組み電池ａ、ｂおよびｃそれぞれの放電カーブを示す。図４Ａは初期状態の組み電池ａ、ｂおよびｃそれぞれの時系列の放電カーブを示す。図４Ｂは出荷後Ｔ１時間経過した状態の組み電池ａ、ｂおよびｃそれぞれの放電カーブを示す。図４Ｃは出荷後Ｔ１時間より長いＴ２時間経過した状態の組み電池ａ、ｂおよびｃそれぞれの放電カーブを示す。
【００４４】
なお、図４Ｃは電池セル１の不正交換が行われた場合の放電カーブを示す。図４Ａ〜図４Ｃにおいて、線ａ1、線ａ2、線ａ3は、組み電池ａの放電カーブを示す。線ｂ1、線ｂ2、線ｂ3は、組み電池ｂの放電カーブを示す。線ｃ1、ｃ2、ｃ3は、組み電池ｃの放電カーブを示す。
【００４５】
図４Ａおよび図４Ｂの放電カーブを比較するとわかるように、組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきは、初期状態より、Ｔ１時間経過した状態の方が大きい。このように、組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきは、同一条件下では、時間の経過とともに大きくなる特性を有する。
【００４６】
しかしながら、図４Ｂおよび図４Ｃの放電カーブを比較するとわかるように、組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきは、Ｔ１時間経過した状態より、Ｔ２時間経過した状態の方が小さいものとなっている。これは、電池セル１が、例えば劣化していない状態の新しい電池セルに不正に交換されたことによって、Ｔ２時間経過した状態の組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきが小さくなったからである。
【００４７】
このように、電池セル１が、例えば劣化していない状態の新しい電池セルに不正に交換されると、組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきは小さくなる。したがって、ある経過時間の組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきが、その経過時間より短い経過時間の組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきより小さい場合には、電池セル１が不正に交換されたものとして、電池セル１の不正交換を検出することができる。
【００４８】
（ｂ）組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきを求める方法について
図５に示す放電カーブを用いて、組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきを求める方法について説明する。なお、図５において、線ａ´は組み電池ａの放電カーブを示す。線ｂ´は組み電池ｂの放電カーブを示す。線ｃ´は組み電池ｃの放電カーブを示す。
【００４９】
組み電池ａ〜ｃの放電過程において、所定の時間間隔Δｔで、ｎ回（ｎは１以上の整数）組み電池ａ〜ｃの電圧を測定した場合を想定する。放電時間の早い方からｉ番目（ｉは０以上ｎ−１以下の整数）の測定時の放電時間をｔiとすると、１回目の測定時の放電時間はｔ0と表され、２回目の測定時の放電時間はｔ1と表され、ｎ回目の測定時の放電時間はｔn-1と表される。
【００５０】
また、放電時間ｔiの組み電池ａの測定電圧をＶ１iとし、放電時間ｔiの組み電池ｂの測定電圧をＶ２iとし、放電時間ｔiの組み電池ｃの測定電圧をＶ３iとすると、放電時間ｔ0の組み電池ａ〜ｃの測定電圧は以下のように表される。放電時間ｔ0の組み電池ａの測定電圧はＶ１0と表され、放電時間ｔ0の組み電池ｂの測定電圧はＶ２0と表され、放電時間ｔ0の組み電池ｃの測定電圧はＶ３0と表される。
【００５１】
また、放電時間ｔ1の組み電池ａの測定電圧はＶ１1と表され、放電時間ｔ1の組み電池ｂの測定電圧はＶ２1と表され、放電時間ｔ1の組み電池ｃの測定電圧はＶ３1と表される。また、放電時間ｔn-1の組み電池ａの測定電圧はＶ１n-1と表され、放電時間ｔn-1の組み電池ｂの測定電圧はＶ２n-1と表され、放電時間ｔn-1の組み電池ｃの測定電圧はＶ３n-1と表される。
【００５２】
放電時間ｔiの組み電池ａの測定電圧Ｖ１i、組み電池ｂの測定電圧Ｖ２i、組み電池ｃの測定電圧Ｖ３iの平均値Ｖａｖｇiとすると、放電時間ｔ0の組み電池ａ〜ｃの測定電圧の平均値は以下のように表される。放電時間ｔ0の組み電池ａ〜ｃの測定電圧の平均値はＶａｖｇ0と表される。また、放電時間ｔ1の組み電池ａ〜ｃの測定電圧の平均値はＶａｖｇ1と表される。放電時間ｔn-1の組み電池ａ〜ｃの測定電圧の平均値はＶａｖｇn-1と表される。なお、Ｖａｖｇiは、Ｖａｖｇi＝（Ｖ１i＋Ｖ２i＋Ｖ３i）／３の計算式で算出される。
【００５３】
組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきは、下式で表すことができる。この式では、まず、１回の測定ごとに、組み電池ａ〜ｃそれぞれの測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と、測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の平均Ｖａｖｇとの差である偏差の２乗和を求める。測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の偏差の２乗和は、測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のばらつき度合いを示す。
【００５４】
そして、この式では、１回の測定ごとに求められる測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の偏差の２乗和を合計して、この合計を測定回数ｎで割ることによって、１回の測定ごとのＶ１〜Ｖ３の偏差の２乗和の平均値を算出している。
【００５５】
【数１】
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【００５６】
（ｃ）電池セル１の不正交換を検出するための条件式について
電池セル１の不正交換が行われない限り、一度劣化の進行した電池は、同一条件下で元の容量には戻らない特性を有する。また、図４Ａ〜Ｃを参照して説明したように、電池セル１の不正交換が行われない限り、電圧のばらつきは時間の経過とともに大きくなる特性を有する。
【００５７】
これらの特性に基づくと、電池セル１の不正交換を検出する条件式は例えば下式で表される。上述したように求められる電圧のばらつきＩｍｂと、さらに電池セル１の温度および電池セル１の容量とを用いて、下式の条件を満たすか判定することによって、電池セル１の不正交換を検出することができる。
【００５８】
（ＴＢ−ＴＡ＞１０００ｈｏｕｒ）ａｎｄ（ＣａｐＢ＞ＣａｐＡ）ａｎｄ（ＩｍｂＢ＜ＩｍｂＡ）ａｎｄ（｜ＴｅｍｐＢ−ＴｅｍｐＡ｜＜５ｄｅｇＣ）
ＴＢ：出荷後からの経過時間
ＴＡ：ＴＢより短い、出荷後からの経過時間
ＣａｐＢ：ＴＢでの電池セル１の容量
ＣａｐＡ：ＴＡでの電池セル１の容量
ＩｍｂＢ：ＴＢでの組み電池ａ〜ｂの電圧のばらつき
ＩｍｂＡ：ＴＡでの組み電池ａ〜ｂの電圧のばらつき
ＴｅｍｐＢ：ＴＢでの電池セル１の温度
ＴｅｍｐＡ：ＴＡでの電池セル１の温度
【００５９】
上記の条件式において、ＴＢ−ＴＡ＞１０００ｈｏｕｒは、出荷後の経過時間ＴＢと出荷後の経過時間ＴＡとの差が１０００時間を越えることを示している。この条件は、経過時間の差が短すぎると、容量に差がでず、検出精度が低下することに基づくものである。
【００６０】
ＣａｐＢ＞ＣａｐＡは、出荷後の経過時間ＴＢにおける電池セル１の容量ＣａｐＢが、出荷後の経過時間ＴＡにおける電池セル１の容量ＣａｐＡより大きいこと示している。これは、上述の電池セル１の不正交換が行われない限り、一度劣化の進行した電池は、同一条件下で元の容量には戻らない特性に基づくものである。
【００６１】
｜ＴｅｍｐＢ−ＴｅｍｐＡ｜＜５ｄｅｇＣは、出荷後の経過時間ＴＢにおける電池セル１の温度ＴｅｍｐＢと、出荷後の経過時間ＴＡにおける電池セル１の温度ＴｅｍｐＡとの差が５℃より小さいことを示している。
【００６２】
ＩｍｂＢ＜ＩｍｂＡは、出荷後の経過時間ＴＡにおける電圧のばらつきＩｍｂＡが、出荷後の経過時間ＴＢにおける電圧のばらつきより大きいことを示している。この条件は、電池セル１の不正交換が行われない限り、電圧のばらつきは時間の経過とともに大きくなる特性に基づくものである。
【００６３】
なお、この条件式はあくまでも１例であり、これに限定されるものではない。例えば、検出精度は低下するが、条件式に、少なくとも電圧のばらつきの比較の条件ＩｍｂＢ＜ＩｍｂＡが含まれていればよい。
【００６４】
＜検出処理＞
この発明の第１の実施の形態による電池セルの不正交換を検出する処理について、図６および図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図３で示す６つの二次電池３１が３直列２並列（３Ｓ２Ｐ）に接続して電池セル１を構成した場合における、電池セル１の不正交換を検出する処理について説明する。
【００６５】
まず、図６に示すように、ステップＢ−１において、二次電池パック２１が、外部機器２からメンテナンスモード移行の信号を受信すると、ステップＴ２に移行し、メンテナンスモードを開始し、ステップＴ３のメンテナンスモードを行う。ステップＴ４において、メンテナンスモードが終了すると、ステップＴ１に移行し、通常処理が行われる。ステップＢ−１において、二次電池パック２１が、外部機器２からメンテナンスモード移行の信号を受信しない場合は、ステップＴ１の通常処理が継続する。
【００６６】
なお、メンテナンスモードとは、外部機器２で行われる、電池セル１の不正交換を検出するモードである。このメンテナンスモードでは、電池セル１が完全充電状態となっていない場合、電池セル１が完全充電状態となるまで、電池セル１の充電を行い、電池セル１が完全充電状態となってから放電を開始する。また、電池セル１が完全充電状態となっている場合には、充電を行わないで、そのまま放電を開始する。メンテナンスモードでは、この放電過程で得られる測定データに基づいて、電池の不正交換を検出する。
【００６７】
図７にメンテナンスモード開始からメンテナンスモード終了のフローチャートを示す。図７において、点線で囲まれたステップＢ−２およびステップＢ−３が二次電池パック２１側で行う処理であり、その他のステップＳ−１〜ステップＳ−１３は外部機器２側で行う処理である。
【００６８】
ステップＳ−１において、外部機器２の集積回路（図示省略）は、集積回路のＲＡＭに記憶される変数ｋ＝０を設定する処理を実行する。
【００６９】
ステップＢ−２において、二次電池パック２１側では、組み電池ａ〜ｃのそれぞれの電圧、電池セル１に流れる電流、電池セル１の温度の測定を行う。二次電池パック２１に搭載された集積回路３が、組み電池ａ〜ｃのそれぞれの電圧、電池セル１に流れる電流および電池セル１の温度を測定する。これにより、二次電池パック２１の集積回路３は、組み電池ａ〜ｃのそれぞれの測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、測定電流Ｉ、測定温度Ｔｅｍｐのデータを取得する。
【００７０】
ステップＢ−３において、二次電池パック２１の集積回路３は、測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、測定電流Ｉ_ｍｅｓ、測定温度Ｔｅｍｐのデータを入出力部１１を介して外部機器２に送信する。
【００７１】
ステップＳ−２において、外部機器２が入出力部１１を介して、測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、測定電流Ｉ_ｍｅｓ、測定温度Ｔｅｍｐのデータを受信する。この受信データは、例えば外部機器２の集積回路が備えるメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）に格納される。外部機器２の備えるメモリは、二次電池パック２１の備えるメモリより容量が大きいものとされている。
【００７２】
ステップＳ−３において、外部機器２の集積回路は、受信データを用いて、以下の設定の処理を行う。なお、ここで設定されたデータは、外部機器２の集積回路のＲＡＭに記憶される。
Ｖ１_ｍｅｓ［ｋ］＝Ｖ１、Ｖ２_ｍｅｓ［ｋ］＝Ｖ２、Ｖ３_ｍｅｓ［ｋ］＝Ｖ３、Ｖ_ａｖｇ［ｋ］＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３、Ｉ_ｍｅｓ［ｋ］＝Ｉ_ｍｅｓ、Ｔｅｍｐ_ｍｅｓ［ｋ］＝Ｔｅｍｐ
【００７３】
ステップＳ−４において、外部機器２の集積回路は、ｋの値を＋１とするｋ＝ｋ＋１の処理を実行する。ステップＳ−５において、外部機器２の集積回路は、電池セル１の放電終了の確認処理を実行する。
【００７４】
ステップＳ−５において、外部機器２の集積回路によって電池セル１の放電終了が確認されると、処理がステップＳ−６に移行する。ステップＳ−５において、外部機器２の集積回路によって放電終了が確認されない場合は、処理がステップＢ―２に戻り、前回の測定から時間Δｔ経過後の組電池ａ〜ｃそれぞれの電圧、電池セル１を流れる電流、二次電池セル１の温度の測定が行われる。
【００７５】
上述のステップＢ−２〜ステップＳ−５の繰り返しによって、外部機器２の集積回路が備えるＲＡＭには、例えば図８に示すように設定されたデータが保持される。このデータでは、Ｖ１_ｍｅｓ［ｋ］に測定回数の早いほうからｋ番目の測定電圧Ｖ１が設定され、Ｖ２_ｍｅｓ［ｋ］にｋ番目の測定電圧Ｖ２が設定され、Ｖ３_ｍｅｓ［ｋ］にｋ番目の測定電圧Ｖ３が設定されている。なお、図８に示すデータでは、説明の便宜上、放電終了時の変数ｋの値をｍで表している。
【００７６】
ステップＳ−６において、外部機器２の集積回路は、放電終了時の変数ｋの値をｎとする、ｎ＝ｋを設定する処理を行う。例えば図８に示すデータの例では、放電終了時の変数ｋの値ｍがｎに設定される。その後、外部機器２の集積回路は、変数ｋ＝０を設定する処理を行う。さらにＩｍｂ＝０を設定する処理を行う。
【００７７】
ステップＳ−７において、外部機器２の集積回路は、変数ｋに対応した測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、およびＶ_ａｖｇを用いて、下記の処理を実行する。
Ｖ_ａｖｇ＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３、Ｉｍｂ_ｂｕｆ＝（Ｖ１−Ｖ_ａｖｇ）＾２＋（Ｖ２−Ｖ_ａｖｇ）＾２＋（Ｖ３−Ｖ_ａｖｇ）＾２
【００７８】
すなわち、外部機器２の集積回路は、下記の処理を実行する。
（Ｖ１_ｍｅｓ［ｋ］＋Ｖ２_ｍｅｓ［ｋ］＋Ｖ３_ｍｅｓ［ｋ］）／３＝Ｖ_ａｖｇ［ｋ］、Ｉｍｂ_ｂｕｆ＝（Ｖ１_ｍｅｓ［ｋ］−Ｖ_ａｖｇ［ｋ］）＾２＋（Ｖ２_ｍｅｓ［ｋ］−Ｖ_ａｖｇ［ｋ］）＾２＋（Ｖ３_ｍｅｓ［ｋ］−Ｖ_ａｖｇ［ｋ］）＾２
【００７９】
そして、ステップＳ−８において、外部機器２の集積回路は、Ｉｍｂ＝Ｉｍｂ＋Ｉｍｂ_ｂｕｆの処理を実行する。
【００８０】
ステップＳ−９において、外部機器２の集積回路は、ｋ＞＝ｎを判定する処理を行う。ステップＳ−９において、ｋ＞＝ｎと判定されない場合には、ｋの値を＋１とするｋ＝ｋ＋１の処理が行われ、ステップＳ−７に戻る。ステップＳ−９において、ｋ＞＝ｎと判定された場合には、処理がステップＳ−１０に移行する。
【００８１】
なお、このステップＳ−７〜Ｓ−９においては、１回の測定ごとの測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の偏差の２乗和を合計する処理を行っている。
【００８２】
ステップＳ−１０において、外部機器２の集積回路では、Ｉｍｂ＝Ｉｍｂ÷（ｎ＋１）、Ｃａｐ＝ΣＩ_ｍｅｓ／３６００を計算する処理を実行する。
【００８３】
なお、Ｉｍｂ＝Ｉｍｂ÷（ｎ＋１）の処理では、ステップＳ−７〜Ｓ−９の処理によって求められた偏差の２乗和の合計を測定回数で割って、１回の測定ごとの測定電圧Ｖ１〜Ｖ３の偏差の２乗和の平均値を算出する処理を行っている。また、Ｃａｐ＝ΣＩ_ｍｅｓ／３６００の処理は、測定電流Ｉを合計したものを、１時間を秒で換算した３６００で割ることにより、電池セル１の容量を求める処理を行っている。
【００８４】
ステップＳ−１１において、処理結果Ｉｍｂを外部機器２のメモリに保存する。ステップＳ−１２において、外部機器２の集積回路は、今回のメンテナンスモードの処理結果、および外部機器２のメモリに保存されている前回のメンテナンスモードの処理結果を用いて、電池セル１の不正交換の判定処理を行う。
【００８５】
電池セル１の不正交換の判定処理は、今回のメンテナンスモードの処理結果Ｉｍｂ、Ｃａｐ、ＴｅｍｐおよびＴ（今回のメンテナンスモードの時刻）と、外部機器２のメモリに保存されている前回のメンテナンスモードの処理結果Ｉｍｂ_ｐｒｅ、Ｃａｐ_ｐｒｅ、Ｔｅｍｐ_ｐｒｅおよびＴ_ｐｒｅ（前回のメンテナンスモードの時刻）を用いて行う。
【００８６】
電池セル１の不正交換の判定処理は、上記処理結果を用いて、下記条件式を満たすか否かを判定することによって行う。なお、初回のメンテナンスモードの場合は、Ｉｍｂ_ｐｒｅ、Ｃａｐ_ｐｒｅ、Ｔｅｍｐ_ｐｒｅ、Ｔ_ｐｒｅは、例えば初期値として外部機器２のメモリに保存されている値とされる。
（Ｔ−Ｔ_ｐｒｅ＞１０００ｈｏｕｒ）ａｎｄ（Ｃａｐ＞Ｃａｐ_ｐｒｅ）ａｎｄ（ｌｍｂ＜ｌｍｂ_ｐｒｅ）ａｎｄ（｜Ｔｅｍｐ−Ｔｅｍｐ_ｐｒｅ｜＜５ｄｅｇＣ）
【００８７】
ステップＳ−１３において、外部機器２の集積回路は、入出力部１１を介して処理結果を二次電池パック２１に送信する。以上により、外部機器２のメンテナンスモードが終了する。外部機器２で行う処理結果が電池の不正交換を示すものである場合には、二次電池パック２１の集積回路３は、二次電池パック２１の使用を不能とする制御を行う。
【００８８】
＜電池パックの効果＞
この発明の第１の実施の形態による電池パックでは、電池セルを構成する二次電池間の電圧のばらつきに基づいて電池の不正交換を検出する。例えば、外部機器２のメンテナンスモードとして定期的に二次電池パックを完全充電および完全放電させて、そのときの電池セル１の電圧を時系列に測定し、この測定値から求められる電圧のばらつきに基づいて電池セル1の不正交換を検出する。
【００８９】
この発明の第１の実施の形態による電池パックでは、電池セルの交換を検出した場合に、すぐにその使用を禁止することができる。また、この発明の第１の実施の形態による電池パックでは、二次電池パック２１に搭載されている集積回路３の性能以上の処理を行いたい場合に、集積回路３に負担をかけることなく、複雑な計算や大容量のデータを使用した計算の処理を実行することができる。
【００９０】
２．第２の実施の形態
この発明の第２の実施の形態による電池パックについて説明する。第２の実施の形態による電池パックでは、二次電池のインピーダンスの分極成分を検出する。分極成分は、例えば、保存による二次電池の劣化度を算出するために検出する。なお、この発明の第２の実施の形態による電池パックの回路構成等は、第１の実施の形態による電池パックの回路構成等を適用することができる。したがって、以下の説明では、第１の実施の形態による電池パックと異なる点を中心に説明し、その他については、第１の実施の形態による電池パックの説明を援用する。
【００９１】
＜検出方法＞
この発明の第２の実施の形態による電池パックで行われる検出方法について説明する。この発明の第２の実施の形態による電池パックでは、二次電池パック２１で測定したデータを外部機器２に送信する。外部機器２は、二次電池パック２１から送信されたデータを受信し、受信したデータの処理を行った後、処理結果を二次電池パック２１に送信する。二次電池パック２１は、外部機器２から送信された処理結果を受信し、受信した処理結果に基づいて、充放電制御方法の更新などの所定の処理を行う。
【００９２】
図９は、電池セル１を構成する一つの二次電池の等価回路を示す。二次電池のインピーダンスは、インピーダンス４１と、インピーダンス４１に直列に接続されたインピーダンス４２と、インピーダンス４２に並列に接続されたコンデンサ４３とによって、等価表現できる。インピーダンス４１は、二次電池のインピーダンスの直流成分を表す。インピーダンス４２は、二次電池のインピーダンスの分極成分を表す。第２の実施の形態による二次電池パック２１では、インピーダンス４２の値Ｒ1およびコンデンサ４３の容量値Ｃ1を検出する。
【００９３】
図１０は、Ｒ1およびＣ1の検出方法を説明するためのグラフである。図１０Ａは、充電中に充電電流をＯＮ／ＯＦＦさせた場合における二次電池の電圧の一例の状態を示す。充放電制御スイッチ９を繰り返しＯＮ／ＯＦＦさせることにより、二次電池に対してパルス状の充電電流が供給され、二次電池の電圧は、図１０Ａに示すようなパルス状の波形となる。こうすることにより、二次電池の電圧が安定して変動する。
【００９４】
このような場合において、充放電制御スイッチ９がＯＮ状態である場合の充電電流の平均値と、充放電制御スイッチがＯＦＦ状態である場合の充電電流の平均値とに基づき、充電電流の変動量の平均値ΔＩを算出する。また、充放電制御スイッチ９がＯＮ状態である場合の二次電池の電圧の平均値と、充放電制御スイッチ９がＯＦＦ状態である場合の二次電池の電圧の平均値とに基づき、二次電池の電圧の変動量の平均値ΔＶを算出する。
【００９５】
充電中におけるインピーダンス４１の値Ｒ0は、上述のようにして算出した充電電流の変動量の平均値ΔＩおよび二次電池の電圧の変動量の平均値ΔＶを用い、Ｒ0＝ΔＶ／ΔＩによって算出される。
【００９６】
図１０Ｂは、時間ｔと二次電池の電圧Ｖとの関係を示すグラフである。横軸は時間ｔを示し、縦軸は電圧Ｖを示す。図１０Ｂにおいて、充電停止時をｔ＝０とし、このときの測定電圧をＶｃｔ、Ｉｃｔと表す。ｔ＝０における電圧降下後の電圧をＶ0で表す。ｔ＞０で電圧の変化は、下記式で表される。
【００９７】
【数２】
2010190663.tif 000004
【００９８】
ｔ＝０から電圧が安定するまで、所定の時間間隔Δｔで電圧および電流を測定する。電圧が安定するｔ＝Ｔ２時での測定電圧をＶ2とする。Ｖ0／ｅとなるｔを、ｔ＝Ｔｐとする。Ｒ1およびＣ1は、以下の式で算出することができる。
【００９９】
【数３】
2010190663.tif 000005
【数４】
2010190663.tif 000006
【０１００】
＜検出処理＞
この発明の第２の実施の形態による電池パックの検出処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ２１において、二次電池パック２１の集積回路３が充電停止条件を検出すると、ステップＳ２２において、集積回路３が電圧検出回路７を介して電池電圧Ｖを測定する。集積回路３が電流検出回路５を介して電流Ｉを測定する。集積回路３が温度検出回路１０を介して温度Ｔを測定する。集積回路３が測定した電圧、電流および温度データは、入出力部１１を介して外部機器２に送信する。
【０１０１】
ステップＳ２３において、まず、外部機器２が備える集積回路（図示省略）は、測定精度を保つために、温度Ｔが集積回路のＲＯＭに記録された所定温度データの範囲内であるか否かの判定を行う。温度Ｔが所定温度データの範囲内である場合には、外部機器２が備える集積回路（図示省略）は、測定値Ｖ、Ｉを用いて、集積回路のＲＡＭに記憶されるＶ_ｐｒｅ＝Ｖ、変数ｋ＝０、Ｖｃｔ＝Ｖ、Ｉｃｔ＝Ｉ、Ｖ０＝Ｖｃｔ−Ｒ０×Ｉｃｔを設定する処理を実行する。温度Ｔが所定温度データの範囲内でない場合には、外部機器２が備える表示部（図示省略）において、高温または低温の警告表示を行い、処理を終了する。
【０１０２】
なお、Ｒ０は二次電池の直流成分のインピーダンスである。図１０Ａを参照して説明したように、Ｒ０は、充電中に充電電流を繰り返しＯＮ／ＯＦＦさせた場合における、充電電流の変動量の平均値ΔＩおよび二次電池の電圧の変動量の平均値ΔＶを用いて求められた値を用いる。Ｒ０を求める処理は二次電池パック２１側の集積回路３によって行われる。
【０１０３】
ステップＳ２４において、集積回路３が充放電制御スイッチ９をＯＦＦすることによって充電停止処理を行う。ステップＳ２５において、集積回路３が電圧検出回路７を介して電池電圧Ｖを測定する。集積回路３が電流検出回路５を介して電流Ｉを測定する。集積回路３が温度検出回路１０を介して温度Ｔを測定する。測定した電圧、電流および温度データは、入出力部１１を介して外部機器２に送信する。
【０１０４】
ステップＳ２６において、外部機器２が備える集積回路は、Ｖ_ｎｅｗ＝Ｖ、Ｖ_ｍｅｓ［ｋ］＝Ｖを設定する処理を実行する。
【０１０５】
ステップＳ２７において、外部機器２が備える集積回路は、｜Ｖ_ｎｅｗ−Ｖ_ｐｒｅ｜＜ΔＶ_Ｔｈｒｅｓｈを判定する処理を実行する。Ｖ_ｐｒｅは、Ｖ_ｎｅｗの１回前の電圧の測定値Ｖ_ｍｅｓ［ｋ−１］が設定される。なお、変数ｋ＝０の場合は、ステップＳ２３で設定されたＶ_ｐｒｅの値が用いられる。
【０１０６】
ΔＶ_Ｔｈｒｅｓｈは、外部機器２の集積回路に記憶された所定のしきい値である。ΔＶ_Ｔｈｒｅｓｈは、０に限りなく近い数値に設定されており、｜Ｖ_ｎｅｗ−Ｖ_ｐｒｅ｜＜ΔＶ_Ｔｈｒｅｓｈを判定する処理によって、電圧変化が安定したときの変数ｋの値を求める。
【０１０７】
ステップＳ２７において、｜Ｖ_ｎｅｗ−Ｖ_ｐｒｅ｜＜ΔＶ_Ｔｈｒｅｓｈと判定された場合には、処理がステップＳ２９に移行する。ステップＳ２７において、｜Ｖ_ｎｅｗ−Ｖ_ｐｒｅ｜＜ΔＶ_Ｔｈｒｅｓｈと判定されない場合には、ステップＳ２８においてｋを＋１とするｋ＝ｋ＋１の処理が行われ、処理がステップＳ２５に戻る。そして、ステップ２５において、前回の測定から時間ΔＭｅａｓｕｒｅ_Ｔｉｍｅ経過後の電池電圧Ｖ、電流Ｉ、温度Ｔを測定する。
【０１０８】
ステップＳ２９において、外部機器２の集積回路は、Ｔ２＝ｋ×ΔＭｅａｓｕｒｅ_Ｔｉｍｅを算定する処理を行う。なお、ここでのｋの値は、電圧変化が安定したときの値が使用されるので、Ｔ２＝ｋ×ΔＭｅａｓｕｒｅ_Ｔｉｍｅを算定する処理を行うことによって、電圧が安定する時間Ｔ２を求めることができる。
【０１０９】
ステップＳ３０において、外部機器２の集積回路は、Ｒ１＝（Ｖｃｔ−Ｒ０×Ｉｃｔ−Ｖ_ｍｅｓ［ｋ］）÷Ｉｃｔによって、Ｒ１を算出する処理を実行する。この処理によって、インピーダンス４２の値Ｒ1を検出することができる。
【０１１０】
ステップＳ３１において、外部機器２の集積回路は、変数ｋの値を０に設定するｋ＝０の処理を実行する。ステップＳ３２において、外部機器２の集積回路は、Ｖ_ｍｅｓ［ｋ］＜Ｖ０×０．３６７によって判定する処理を実行する。
【０１１１】
ステップＳ３２において、Ｖ_ｍｅｓ［ｋ］がＶ_ｍｅｓ［ｋ］＜Ｖ０×０．３６７を満たすと判定された場合には、ステップＳ３３において、外部機器２の集積回路は、ｋの値を＋１とするｋ＝ｋ＋１の処理を実行する。
【０１１２】
ステップＳ３２において、Ｖ_ｍｅｓ［ｋ］がＶ_ｍｅｓ［ｋ］＜Ｖ０×０．３６７を満たすと判定されない場合には、ステップＳ３４に移行する。そして、ステップＳ３４において、外部機器２の集積回路は、ステップＳ３４に移行したときのｋの値を用い、Ｔｐ＝ｋ×ΔＭｅａｓｕｒｅ_Ｔｉｍｅによって、Ｔｐの値を算出する処理を実行する。
【０１１３】
ステップＳ３５において、外部機器２の集積回路は、Ｃ１＝Ｔｐ÷Ｒ１によって、Ｃ１の値を算出する処理を行う。この処理によって、コンデンサ４３の容量値Ｃ1を検出することができる。
【０１１４】
＜電池パックの効果＞
この発明の第２の実施の形態による電池パックでは、二次電池パック２１に搭載されている集積回路３のメモリの容量を超えたデータを用いた処理を行うことができる。例えば、二次電池パック２１側で測定したデータを逐次、外部機器２に送信して、そのデータを外部機器２側で保存および計算することによって、二次電池パック２１に搭載されている集積回路のメモリ以上のデータを利用した計算が可能となる。
【０１１５】
＜第３の実施の形態＞
この発明の第３の実施の形態による電池パックについて説明する。第３の実施の形態による電池パックでは、二次電池のインピーダンスの分極成分を検出する。分極成分は、例えば、保存による二次電池の劣化度を算出するために検出する。なお、この発明の第３の実施の形態による電池パックの回路構成等は、第１の実施の形態による電池パックの回路構成等を適用することができる。したがって、以下の説明では、第１の実施の形態による電池パックと異なる点を中心に説明し、その他については、第１の実施の形態による電池パックの説明を援用する。
【０１１６】
＜検出方法＞
第２の実施の形態で説明したように、電池セル１を構成する二次電池は、図９に示す等価回路で表現できる。第３の実施の形態による電池パックも第２の実施の形態と同様、図９に示す、インピーダンス４２の値Ｒ1およびコンデンサ４３の容量値Ｃ1を求める。
【０１１７】
図１２は、この発明の第３の実施の形態による電池パックで行われる検出方法を説明するためのグラフである。図１２Ａに示すように、充電制御用スイッチ９をＯＮ、ＯＦＦすることによって、分極成分をキャンセルして、Ｒ0＝ΔＶ／ΔＩを求めることができる。詳細については、第２の実施の形態による電池パックで説明したのでここでは説明を省略する。
【０１１８】
図１２Ｂは、時間ｔと二次電池の電圧Ｖとの関係を示すグラフである。横軸は時間ｔを示し、縦軸は電圧Ｖを示す。図１２Ｂに示すグラフにおいて、充電停止時間をｔ＝０とし、ｔ＝０での測定電圧をＶｃｔ、ｔ＝０での電圧降下後の電圧をＶ0とする。ｔ＝０での測定電流をＩｃｔとする。ｔ＞０で電圧の変化は、下記の式で表される。
【０１１９】
【数５】
2010190663.tif 000007
【０１２０】
任意の時間ｔ＝Ｔ１の測定電圧をＶT1、ｔ＝Ｔ２の測定電圧をＶT2とすると、傾き−αは下記の式で表される。
【数６】
2010190663.tif 000008
【０１２１】
Ｒ1およびＣ1は、上記の連立非線形方程式の解を算定する処理を行うことによって求めることができる。この処理は、上記連立非線形方程式の解を算定する処理を行う必要があるので、高い計算能力が必要となる。したがって、二次電池パック２１で測定した電圧、電流および温度データを外部機器２に送信し、外部機器２の集積回路３において、傾き−αを求める処理と、上記式に基づいて変数Ｒ1およびＣ1を求める処理とを行う。外部機器２の処理結果を、二次電池パック２１側に送信する。これにより、集積回路３に負担をかけることなく、Ｒ1およびＣ1を算定する処理を行うことができる。
【０１２２】
＜電池パックの効果＞
この発明の第３の実施の形態による電池パックでは、二次電池パック２１に搭載されている集積回路３の性能以上の処理を行いたい場合に、集積回路３に負担をかけることなく処理を実行することができる。
【０１２３】
４．他の実施の形態
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した実施の形態において挙げた式、数値等はあくまで例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。例えば、第１の実施の形態では、電池セル１を３つに分割した組み電池ａ〜ｃの各放電カーブを処理して、組み電池ａ〜ｃの電圧のばらつきを求め、これを比較するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、電池セル１を構成する二次電池３１の各放電カーブを同様に処理して、二次電池３１の電圧のばらつきを求め、これを比較するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１・・・電池セル
２・・・外部機器
３・・・集積回路
４・・・メモリ
５・・・電流検出回路
６・・・電流検出抵抗
７・・・電圧検出回路
８・・・充放電制御回路
９・・・充放電制御スイッチ
１０・・・温度検出回路
１１・・・入出力部
１２・・・正極端子
１３・・・負極端子
２１・・・二次電池パック
３１・・・二次電池
【図１】
2010190663.tif 000009
【図２】
2010190663.tif 000010
【図３】
2010190663.tif 000011
【図４】
2010190663.tif 000012
【図５】
2010190663.tif 000013
【図６】
2010190663.tif 000014
【図７】
2010190663.tif 000015
【図８】
2010190663.tif 000016
【図９】
2010190663.tif 000017
【図１０】
2010190663.tif 000018
【図１１】
2010190663.tif 000019
【図１２】
2010190663.tif 000020